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Concepts fondamentaux pour le routage IP Prof. Noureddine Idboufker n_idboufker

Concepts fondamentaux pour le routage IP Prof. Noureddine Idboufker n_idboufker@ensa.ac.ma Version 2010-2011 2 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Introduction Les échanges de données font partie intégrante des réseaux Ces réseaux sont des environnements de communication hétérogènes et indépendants (entreprises ou au grand public) Les deux dernières décennies ont vu émerger de nouvelles techniques : L’interconnexion d’un grand nombre de réseaux faisant apparaître les réseaux, à l’utilisateur, comme un environnement de communication homogène. 3 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Introduction Ces techniques modernes, appelées modèles d’interconnexion ou ‘InterNetworking’. prennent en compte la diversité et la multiplicité des environnements matériels et logiciels des réseaux fournissent des moyens et des mécanismes de communication s’affranchissant le plus possible de leurs hétérogénéités. Ces mécanismes ont par la suite conduit à la naissance du réseau des réseaux baptisés ‘Internet’ dont l’extension est toujours croissante 4 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Concept Internet Routeur Routeur IP IP IP IP A Encapsulation Décapsulation En-tête Réseau A B IP IP C IP Réseau A Réseau B Réseau B 5 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast 1968 : le début 1977: 111 hosts Internet 1981: 213 hosts 1983: 562 hosts 1984: 1,000 hosts 1986: 5,000 hosts 1987: 10,000 hosts 1989: 100,000 hosts 1992: 1,000,000 hosts 2001: 150 – 175 millions hosts 2002: plus de 200 millions hosts En 2010, 80% de la planète sur Internet Source : Internet Society 2005 1987 1968 Démocratisation du Web ! 6 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Internet Stats Les dernières minutes du dernier trimestre 2009Q3 ont vu l'augmentation du nombre d'utilisateur des services du réseau Internet pour atteindre 1,733,993,741 utilisateurs. Ceci peut être traduit par un monde dans lequel une personne sur quatre est actuellement connecté à Internet et plus précisément 25.6% de la population mondiale est actuellement connectée. 7 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Top 10 des langues Internet 1‐ Anglais : 478,442,379 utilisateurs 2‐ Chinois : 383,650,713 utilisateurs 3‐ Espagnol : 136,524,063 utilisateurs 4‐ Japonais : 95,979,000 utilisateurs 5‐ Français : 78,972,116 utilisateurs 6‐ Portugais : 73,052,600 utilisateurs 7‐ Allemand : 64,593,535 utilisateurs 8‐ Arabe : 50,422,300 utilisateurs 9‐ Russe : 45,250,000 utilisateurs 10‐ Coréen : 37,475,800 utilisateurs 11‐ Autres : 289,631,235 utilisateurs 8 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Internet avec Adresses hybrides D'ici 2010, les noms de domaine internationalisés devraient être une réalité. L'ICANN a en effet approuvé ce matin une procédure accélérée pour autoriser l'utilisation de caractères spéciaux dans les extensions de noms de domaine. Selon l'organisme chargé de réguler Internet, c'est plus de 100 000 nouveaux caractères qui pourront être utilisés. les internautes pourront remplacer les célèbres .com, .net ou .org par leurs équivalents en chinois, en coréen, en arabe …. 9 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Modèles d’interconnexion tout modèle d’interconnexion vise la mise en relation de deux ou plusieurs entités situées sur des réseaux différents. En fonction du niveau, par rapport au modèle OSI, où s’opère la fonction d’interconnexion on distingue deux principaux modèles : Niveau application Niveau Réseau 10 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Modèle d’interco Interco Réseau Transport Data-Link Network Physical Interco Applicatif Session Presentation Application 11 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Modèles d’interconnexion Interconnexion au Niveau ‘Application’ : un applicatif s’exécutant au niveau de chaque ordinateur Prend en charge l’interprétation des détails propres à la connexion Assure l’interopérabilité avec les autres applications Solution non extensible Adoptée puis abandonnée 12 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Interconnexion au niveau ‘Réseau’ : un mécanisme de contrôle en ‘temps réel’ Dissocie de la notion de communication des détails techniques des réseaux Achemine des unités de données vers la destination finale Réalise une interconnexion unifiée et coopérante, visant d’assurer un service de communication universel. Mise en œuvre globale et extensible de l’interconnexion de réseaux hétérogènes Utilise des équipements appelés ‘Routeurs’ Modèles d’interconnexion 13 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Indépendance 14 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Définition du routage Couche 3 de l’OSI C’est un processus dans lequel un équipement Collecte, Maintient et Diffuse les informations d’accessibilité dans l’objectif de : calculer, sélectionner et atteindre les différentes destinations dans un Internet. 15 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Définition du routage Tout processus de routage est fondé sur trois principaux mécanismes : 1. un protocole qui permet d’acquérir la connaissance du réseau et de réagir aux événements ; 2. un algorithme qui calcule, sur la base de ladite connaissance et suite aux demandes protocolaires, les chemins menant les données à destination ; 3. une table qui associe les destinations logiques aux interfaces physiques du routeur. 16 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Composantes de base du routage Tout routeur doit au minimum implémenter et exécuter en parallèle des processus distincts : La commutation : les unités de données sont reçus sur un port d’entrée (i), transférés vers un port de sortie (j) et enfin émis sur ce dernier port. Le routage qui permet la construction d’une table de routage qui spécifie le port de sortie correspondant à l’adresse de destination du paquet. La gestion : fournir des données supplémentaires pour la commutation Émission de paquet Gestion Commutation Routage Réception de paquet 17 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture Routeur Routing Engines Packets In Packets Out Packet Forwarding Engines 18 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Routeur IP Data est envoyée sous forme de paquets entre 2 terminaux Les routeurs sont utilisés pour dirigés les paquets vers sa destination 19 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Routeur IP Les Routeurs examinent l’adresse IP de destination du paquet et determine le meilleur chemin selectionné à partir de la table de routage 20 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Routeur IP Routeurs Opèrent au niveau des couches 1, 2 & 3 Routeur reçoit une trame de bits codés Les Bits sont décodés et relayés à la layer 2 Routeur de‐encapsule la trame Les paquets sont relayés à la layer 3 ‐les décisions de routage sont effectuées au niveau de la couche 3 suite à l’examen de IP addresse de destination Paquet est re‐encapsulé & envoyé sur l’interface de sortie 21 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture d’un routeur CPU Flash RAM ROM NVRAM E/S E/S E/S E/S 22 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture d’un routeur Unité centrale (CPU) L’unité centrale, ou le microprocesseur, est responsable de l’exécution du système d’exploitation (chez Cisco, c’est IOS) du routeur. Le système d’exploitation prend aussi bien en charge les protocoles que l’interface de commande via une session telnet. La puissance du microprocesseur est directement liée à la puissance de traitement du routeur 23 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture d’un routeur Mémoire Flash La flash représente une sorte de ROM effaçable et programmable. La flash est utilisé pour maintenir une image d’un ou plusieurs systèmes d’exploitation. Il est tout à fait possible de maintenir plusieurs images sur la même flash (suivant la taille de la flash). La mémoire flash est pratique car elle permet une mise à jour de la mémoire sans changer de hardware . La flash peut se présenter sous forme de barrette mais aussi sous forme de carte. 24 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture d’un routeur ROM La ROM contient le code pour réaliser les diagnostics de démarrage (POST : Power On Self Test). En plus, la ROM permet le démarrage et le chargement du système d’exploitation contenu sur la flash. On change rarement la ROM. Si on change la ROM, on doit souvent enlever des “chips” et les remplacer. 25 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture d’un routeur RAM La RAM est utilisé par le système d’exploitation pour maintenir les informations durant le fonctionnement. Elle peut contenir les tampons (buffer), les tables de routage, la table ARP, la configuration mémoire et un nombre important d’autres choses. Et comme c’est de la RAM, lors de la coupure de l’alimentation, elle est effacée. 26 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture d’un routeur NVRAM (RAM non volatile) Le problème de la RAM est la non‐conservation des données après la coupure de l’alimentation. La NVRAM solutionne le problème, puisque les données sont conservées même après la coupure de l’alimentation. L’utilisation de la NVRAM permet de ne pas avoir de mémoire de masse (Disques Durs, Floppy). Evite les pannes dues à une partie mécanique. La configuration est maintenue dans la NVRAM. 27 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Architecture d’un routeur ROM - Bootstrap - IOS - Rxboot RAM - Active config - Tables - Buffers NVRAM - Startup config Flash - IOS - Other files 28 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Modes de Transmission En première approximation, on peut considérer qu’il y a deux modes de transmission : 1. le Mode Diffusion Diffusion globale ‘Broadcast’ Diffusion sélective ou ‘Multicast’ 2. le ‘Mode Point à Point’ ou ‘Unicast’ Les réseaux géographiquement limités utilisent le mode de diffusion Braodcast, voire Multicast les réseaux de grandes échelles utilisent un routage de type Unicast 29 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Types de routage 1. Routage à la source 2. Routage saut par saut 30 GRT5-M3-MPLS-VPN-MCast Le routage à la source C’est la détermination complète de la route par la source. Le premier commutateur décide de l'ensemble des nœuds à prendre pour accéder au destinataire. Pour permettre ce calcul, le nœud doit posséder les caractéristiques et la topologie de l'ensemble du réseau. Cette méthode est uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-routage-mpls-vpn-ip.pdf